2023届安徽省定远县中高三下学期5月押题卷（一）物理试卷（含解析）

2023届安徽省定远县中高三下学期5月押题卷（一）
一、单选题（本大题共4小题，共24分）
1. 目前已知碳的同位素共有十五种，有碳至碳，其中碳和碳属于稳定型，碳是一种放射性的元素，衰变为氮，图中包含碳衰变相关信息，结合这些信息可以判定下列说法正确的是( )
A. 碳转变为氮，衰变方式为衰变
B. 个碳原子核在经过一个半衰期后，一定还剩个
C. 若氮生成碳的核反应方程为，则为质子
D. 当氮数量是碳数量的倍时，碳衰变所经历时间为年
2. 据外媒报道，年天文学家发现了一颗具有大型海洋特征且气温和环境可以支持微生物生命的行星，被称为“行星”。观测发现“行星”距离地球约光年，体积是地球的倍，每天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一周。已知万有引力常量和地球表面的重力加速度。根据以上信息，下列说法中正确的是( )
A. 若能观测到该行星绕恒星运动的轨道半径，则可求出该行星所受恒星的万有引力
B. 若该行星的密度与地球的密度相等，则可求出该行星表面的重力加速度
C. 根据地球的公转周期与轨道半径，可求出该行星的轨道半径
D. 若已知该行星的密度，则可求出该行星的轨道半径
3. 在如图所示电路中，理想变压器原、副线圈匝数分别为、，，原线圈中串一定值电阻，副线圈连接一滑动变阻器，的总阻值大于，滑动变阻器滑片位于中间位置，电压表和电流表均为理想交流电表，、两端接在电压的有效值恒为的正弦交流电源两端。电压表的示数用表示，电流表的示数用表示，电压表示数的变化用表示，电流表示数的变化用表示，则在滑动变阻器滑片向右调节过程中，下列说法中正确的是
A. 电压表的示数不变
B. 电流表的示数增大
C. 电压表示数的变化与电流表示数的变化的比值不变
D. 当等于时，消耗的电功率最大
4. 如图所示，一个质量为的小木板放在光滑的水平地面上，在木板上放着一个质量为的小物体，它被一根水平方向上压缩了的弹簧推着静止在木板上，这时弹簧的弹力为。现沿水平向左的方向对小木板施以作用力，使木板由静止开始运动起来，运动中力由逐渐增加到，以下说法正确的是 ( )
A. 物体与小木板先保持相对静止，后相对滑动
B. 当力增大到时，物体不受摩擦力作用
C. 物体受到的摩擦力一直减小
D. 小木板受到的拉力时，物体受到的摩擦力为
二、多选题（本大题共4小题，共24分）
5. 现有两个边长不等的正方形和，如图所示，且、、、间距相等。在、、、的中点分别放等量的点电荷，其中、中点放的点电荷带正电，、的中点放的点电荷带负电，取无穷远处电势为零。则下列说法中正确的是( )
A. 点的电场强度和电势均为零
B. 把一正点电荷沿着的路径移动时，电场力做功为零
C. 同一点电荷在、两点所受电场力相同
D. 将一负点电荷由点移到点电势能减小
6. 图甲为一列沿抽正方向传播的简谐横波在时刻的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动图像，下列说法正确的是 ( )
A. 该简谐横波的波长为
B. 图乙可能是图甲中质点的振动图像
C. 从此刻起，质点比先回到平衡位置
D. ，质点运动的路程为
7. 如下图甲所示，两根足够长的光滑平行金属导轨、倾斜固定，它们与水平面的夹角，导轨间的距离，一阻值为的定值电阻接在两金属导轨的上端，整个系统处于磁感应强度大小、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。现将一金属棒从导轨上端由静止释放，测得金属棒下滑过程中的关系图象如下图乙所示。已知金属棒下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨、金属棒的电阻均不计，，，，下列说法正确的是

A. 金属棒的质量为
B. 时金属棒的加速度大小为
C. 时电阻中的电流大小为
D. 金属棒沿导轨下滑的过程中，通过电阻的电荷量为
8. 如图所示，、是厚度均匀的平行玻璃板，它们间的夹角为很小，一细光束以入射角从点射入已知此光束由红光和绿光组成，则当光束透过板后
A. 传播方向相对于入射方向向左偏转角 B. 传播方向相对于入射光方向保持不变
C. 红光在绿光的左侧 D. 红光在绿光的右侧
三、实验题（本大题共2小题，共15分）
9. （8分） 某同学用图甲所示的装置做“用双缝干涉测量光的波长”的实验，他采用了蓝色灯作为光源，在测量头目镜中观察到如图乙所示的蓝色条纹．在不改变其他实验条件的情况下，观察到目镜中的条纹如图丙所示，则可能的原因是______________．
A.单缝宽度变小了 双缝间距变小了
C.光源与单缝间的距离变大了 光源的发光强度变大了
干涉条纹除了可以通过双缝干涉观察到外，把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，如图甲，让单色光从上方射入示意图如图乙，其中为凸透镜的半径，从上往下看凸透镜，也可以观察到由干涉造成的图丙所示的环状条纹，这些条纹叫做牛顿环．如果改用波长更长的单色光照射，观察到的圆环半径将________选填“变大”“变小”或“不变”；如果换一个半径更大的凸透镜，观察到的圆环半径将________选填“变大”“变小”或“不变”．
采用波长为的红色激光作为单色入射光，牛顿环的两条相邻亮条纹位置所对应的空气膜的厚度差约为________．
A.
C.几微米 几毫米
10. （7分）测量电源的内阻，提供的器材如下：
A.待测电源内阻约为
B.电源电动势略大于待测电源的电动势
C.灵敏电流计
D.电阻箱
E.电阻箱
F.定值电阻
G.均匀金属电阻丝及滑动触头
H.开关、导线若干
实验时采用图甲所示电路，闭合开关、，将滑动触头与金属电阻丝试触，根据灵敏电流计指针偏转方向调整点位置，并___选填“增大”或“减小”电阻箱的阻值，反复调节，直到表指针不发生偏转，此时金属丝左端接线柱与触头间的电势差___选填“大于”、“小于”或“等于”待测电源的路端电压．
改变的阻值，用中的方法调节到表不发生偏转用刻度尺测量触头到接线柱间的距离，记下此时电阻箱的阻值根据上述步骤测得的数据，作出电阻箱的阻值与对应间距离的关系图象如图乙所示测得图线的斜率为，图线在纵轴上的截距为，则待测电源的内阻测量值为___．
实验中，电阻箱应选用___选填序号“”或“”．
请写出由金属电阻丝引起误差的一个原因：__ _．
四、计算题（本大题共3小题，共47分）
11. （13分）如图所示，一内壁光滑的细管弯成半径为的半圆形轨道，竖直放置，其内径略大于小球的直径，水平轨道与竖直半圆轨道在点平滑连接。置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连，处为弹簧原长位置，的左侧有竖直向下、的匀强电场。将一个带电量C、质量为的绝缘小球放在弹簧的右侧后，用力水平向左推小球而压缩弹簧至处，然后将小球由静止释放，小球运动到处后进入管道，刚好能到最高点处。小球运动的全过程中所带电荷不变水平轨道左侧段长为，与小球间的动摩擦因数为，右侧段光滑。，求：
小球运动到轨道最高处点时对轨道的压力的大小；
压缩弹簧至时弹簧所具有的弹性势能。
12. （16分）如图，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒高均为两圆筒中各有一个厚度不计的活塞，小活塞的横截面积为、质量为，大活塞的横截面积为、质量为两活塞用长为的刚性杆连接，两活塞间充有氧气，大活塞下方充有氮气．小活塞的导热性能良好，汽缸及大活塞绝热．开始时，氮气和外界环境的温度均为，大活塞处于大圆筒的中间位置，且刚性杆上恰无弹力．重力加速度用表示，外界的大气压强恒为，氧气和氮气均可看做理想气体，则
开始时氮气的压强是多少？
若通过电阻丝缓慢加热氮气，当大活塞上升时，氮气的温度是多少？
当氮气的温度上升到时，压强多大？
13. （18分）如图甲所示，坐标系处于竖直平面内，时刻，质量为、电荷量为的小球通过点时速度大小为，已知重力加速度为。
若轴上方存在正交的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为，垂直纸面向里。当小球速度竖直向上时可做匀速运动，求电场强度的大小及方向；
若轴上方存在水平向右的匀强电场，电场强度，小球速度竖直向上，求小球运动到最高点时的速度；
如图乙所示，若第、第象限内分别存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度，，同时存在竖直向上的匀强电场，电场强度，小球速度与轴正方向的夹角，求小球经过轴的时刻和位置。
答案和解析
1.答案：
解析：
A、由质量数守恒和核电荷数守恒知，核反应方程给为，可知碳转变为氮是衰变，故A正确；
B、半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，个别原子核经多长时间衰变无法预测，即对个别或极少数原子核无半衰期可言，故B错误；
C、由核反应过程中电荷数守恒和质量数守恒可知，为中子，故C错误；
D、当氮数量是碳数量的倍时，碳数量占总原子核数量的，经过个半衰期即年，故D错误。
故选A。
2.答案：
解析：解：、设该行星质量为，则该行星所受恒星的万有引力表达式为：，由于该行星的质量未知，所以无法求出该行星受到恒力的万有引力的大小，故A错误；
B、设地球密度为，体积为，地球表面质量为的物体所受万有引力等于重力，即
解得：
由题意可知，该行星表面的重力加速度为：
，故B正确；
、设地球质量为，太阳质量为，根据牛顿第二定律有：
可知根据地球的公转周期与轨道半径，只能求出太阳的质量，无法求出该行星所绕恒星的质量，根据列斯的表达式无法求出该行星的轨道半径，同理可知若已知该行星的密度，也无法求出该行星的轨道半径，故CD错误；
故选：。
根据万有引力公式计算出行星受到恒星的万有引力；根据万有引力提供重力，同时结合公式计算出重力加速度与密度的关系；根据万有引力提供向心力列出等式并分析。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，理解万有引力提供力的类型并列式求解即可，难度不大，但公式推导较为繁琐。
3.答案：
解析：
设变压器原、副线圈电压分别为、，电流分别为、，正弦交流电源输出电压，对理想变压器有，，设变压器原线圈的等效电阻为，根据理想变压器输入功率等于输出功率可得，解得：，根据闭合电路欧姆定律有，电压恒定，滑动变阻器的滑片向右调节过程中，使连入电路中的电阻增大，则原线圈电流减小，则副线圈电流也减小，则电流表示数变小，原线圈电流减小，则电阻上分压减小，正弦交流电源输出电压的有效值恒定，则原线圈电压增大，副线圈电压也增大，电压表的示数增大，故AB错误；
C.由上述分析可得，整理得，则为函数的斜率，为，与滑动变阻器的阻值无关，所以不变，故C正确；
D.变压器原线圈的等效电阻为，把电阻等效为电源的内阻，，当时，变压器的输入功率最大，理想变压器的输入功率等于输出功率，即消耗的电功率最大，故D错误。
4.答案：
解析：
A.由题知，当弹簧的弹力是向左时，物体仍然静止在木板上，所以物体与木板之间的最大静摩擦力要大于等于。若要使物体相对于木板向右滑动，则物体受到的木板的摩擦力至少要大于等于，方向向左，即物体至少受到向左的的合力，物体的加速度为：，同时，物体与木板有相对运动时，木板的加速度要大于物体的加速度，当二者相等时，为最小拉力。则有：即只有在拉力大于时，物体才能相对于木板滑动，所以在拉力小于时，物体相对于木板静止，故A错误；
若物体与木板之间的摩擦力恰好为，则物体只受到弹簧的弹力的作用，此时物体的加速度为：由于物体始终相对于木板静止，所以此时整体在水平方向的受力为：所以：当力增大到时，物体不受摩擦力作用．则拉力小于之前，摩擦力随拉力的增大而减小，当拉力大于时，摩擦力又随拉力的增大而增大，故B正确，C错误；
D.小木板受到拉力时，整体的加速度：，物体受到的摩擦力为，则：，所以：，故D错误。
故选B。
5.答案：
解析：解：、上下两个正负点电荷在点将产生的电场强度向下，左右两个正负点电荷在点的电场强度向右，根据矢量合成法则可知，点电场强度不为零，方向沿为方向。四个点电荷在点处电势为零，故A错误；
B、据对称性，、等电势，把一正点电荷沿着的路径移动时，电场力做功为零，故B正确；
C、按照库仑定律和力的合成，同一点电荷在、两点所受电场力相同，故C正确；
D、取无穷远处电势为零，在点的电势为正，、、三点电势相等，均为零，则负电荷从移动到电场力做负功，所以电势能增加，故D错误。
故选：。
本题以点电荷形成电场为背景，考查电场强度的叠加、电势、电场力做功与电势能改变等，注意理解等势面的特点及应用．
根据点电荷产生的电场特点和矢量合成法则求解电场强度明确等势面的性质，知道电荷在等势面上移动时，电场力做功为．
6.答案：
解析：A、由图甲可知波的波长为，故A正确；
B、由乙图可知， 时刻质点在平衡位置，且速度方向是轴负方向，在甲图处质点在平衡位置但速度方向为轴正方向，所以图乙不是图甲中质点的振动图像，故B错误；
C、波沿轴正方向传播，所以向下运动，向上运动，所以先回到平衡位置，故C错误；
D、由图为，时，质点运动的路程为，故D正确。
故选：。
由甲图可读出波长，根据波的传播图像与质点振动的关系分析波的传播方向，分析时间与周期的关系确定质点运动的路程。
本题关键要把握两种图象的联系，能根据振动图象读出质点的速度方向，在波动图象上判断出波的传播方向．
7.答案：
解析：
金属棒做切割磁感线运动，则有，，，
当金属棒的速度最大时有，
则有
联立解得，故A正确；
当时，，此时，
，
解得，故B错误；
当时，，此时，
电阻中的电流大小为，故C正确；
电荷量，代入数据解得，故D正确。
故选ACD。
8.答案：
解析：
根据折射率公式，又，，故，故，从平板玻璃射出的光线和射向平板玻璃的光线平行，故当光束透过玻璃板后传播方向不变．故A错误，B正确；
由于红光的波长大于绿光的波长，故红光的折射率小于绿光的折射率，所以，故从射出后红光在右边，同理从板射出后绿光向左端偏折更多，故当光束透过板后红光在绿光的右侧，故C错误，故D正确。
故选BD。
9.答案：；变大；变大；
解析：
由于条纹间距变大，根据，可能的原因是：双缝间距变小了；单缝与双缝间的距离变大了。故选B；
当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半波长的奇数倍时是暗条纹。改用波长更长的单色光照射，出现亮条纹的这一厚度需远离中心，圆环的半径变大；换一个半径更大的凸透镜，出现亮纹的这一厚度偏移中心，即圆环的半径变大。
由题意知，相邻亮条纹对应的空气层的厚度差为半个波长，故为，故A正确，BCD错误。
故答案为：；变大；变大；。
10.答案：减小；等于；；；通电后温度变化使金属丝电阻变化金属丝粗细不均匀、长度测量的读数误差等
解析：
开始时电阻箱应调至最大，然后再减小阻值；当直到表指针不发生偏转时，说明表两端电势差为零，故说等于的路端电压；
的路端电压为，
设均匀电阻丝中单位长度的电阻为，总长度为，则，
每次都调节成中电流为零，即，
即：
变形整理得：
根据图象知：，，
则待测电源的内阻：；
中内阻大约为，即的阻值范围在已经够调节使用，为了便于调节应选用；
实验误差来源有：通电后温度变化使金属丝电阻变化金属丝粗细不均匀、长度测量的读数误差等
11.答案：解：设小球到点的速度为，由于小球刚好能到点，说明在点的速度是，
对小球从点到点的过程中由机械能守恒定律可得：
，
在处小球受力分析可知，设轨道对小球的支持力，
，
联立解得，．
由牛顿第三定律可知：小球在处对轨道的压力与等大反向，即小球在处对轨道的压力，
小球从点释放到的过程中，设弹簧的弹性势能为利用功能关系可知：
，
代入数据可得：。
解析：分析小球的运动情况，结合机械能守恒定律求出速度，利用牛顿第二定律求得支持力。结合功能关系求出弹性势能。
本题考查机械能守恒定律的应用，注意分析运动过程，找到特殊位置，结合功能关系求出具体问题。
12.答案：氧气的压强为：
氮气的压强为：
对于氧气，温度不变，初状态：，
末状态设压强为，体积为：
根据波意耳定律知：
代入数据解得：
此时杆出现弹力，处于拉伸状态，对上面的小活塞受力分析得
解得杆的弹力为
对于氮气分析初状态：，，
加热后：
设温度为：，体积为：
根据理想气体状态方程知：
代入数据解得：；
设大活塞刚达到圆筒顶部时氮气的温度为；
对于氧气，温度不变，初状态：，
末状态设压强为，体积为：
根据波意耳定律知：
代入数据解得：
解得杆的弹力为：
对于氮气分析初状态：，，
加热后：，
根据理想气体状态方程知
代入数据解得，
说明在时，大活塞已经在顶部；
对大活塞，当氮气的温度上升到时，压强为，
根据理想气体状态方程知
解得：
13.答案：小球做匀速直线运动，三力平衡，受力分析如图所示：
场强方向即为电场力的方向，与竖直方向成角，斜向右上方。
如图所示，受力分析、正交分解，在方向小球做竖直上抛运动，在方向小球做初速度为匀加速直线运动，水平分加速度为小球在最高点时，
方向速度为，只有水平方向速度
方向：
方向：，方向水平向右
电场力和重力平衡，洛伦磁力提供向心力，小球做匀速圆周运动，设小球在第Ⅰ、Ⅳ象限内轨道半径分别为、，运动周期分别为、，
根据，解得：，
根据，解得：，
小球运动轨迹如图所示：
小球从第Ⅳ象限进入第Ⅰ象限，小球经过轴的时刻：，
小球经过轴的位置：，
小球从第Ⅰ象限进入第Ⅳ象限，小球经过轴的时刻：，
小球经过轴的位置：，
答：电场强度的大小为，与竖直方向所成角的正切值为，方向斜向右上方；
小球运动到最高点时的速度为，方向水平向右；
小球经过轴的时刻为或，位置为或。
解析：根据平衡状态进行受力分析得出电场强度；
根据小球受力情况，建立直角坐标系，由运动分解得出小球运动到最高点时速度的大小，注意到达最高点时竖直方向速度为零；
根据小球在电磁复合场中运动的轨迹，结合几何分析得出小球每次经过轴的时刻及位置，注意抓住小球运动的规律性。
本题考查了带电物体在电场和磁场中的运动，解题的关键是精准小球的受力情况，根据不同的运动情况进行运动分解，并会结合几何关系进行解题。